CHAPITRE II

Des Gaz.

Les gaz forment une classe nombreuse de corps qui diffèrent beaucoup entre eux dans leurs propriétés chimiques. Quelques-uns ont celles d'un acide, comme l'acide carbonique ; d'autres, comme le gaz ammoniac, ont les propriétés d'un alcali. Il en est de combustibles, tels que l'hydrogène, de soutiens de combustion, comme l'oxigéne, etc. Mais quelles que puissent être. leurs différences sous d'autres rapports, ces corps se ressemblent tous par leurs caractères communs, de cet état aériforroe et de cette espèce d'élasticité particulière qui les constituent gaz. Nous examinerons dans ce chapitre jusqu'à quel point cet état aériforme peut affecter et modifier les combinaisons des gaz entre eux et avec toutes les autres classes de corps. Mais pour s'occuper utilement de cette recherche, il faut d'abord connaître la constitution des corps gazeux -, c'est donc par là qu'il est indispensable de commencer avant tout, pour les considérer ensuite dans leur état de mélange et dans celui' de leur combinaison entre eux et avec les liquides et les solides. Ainsi le sujet se divise natu-

CONSTITUTION DBS GAZ* %3

Tellement dans les cinq sections suivantes dont se composera ce chapitre, savoir:

i . La constitution du gaz.

a. Le mélange des gaz entre eux.

4* La combinaison des gaz avec les liquides.

SECTION PREMIÈRE

De la Constitution des Gaz,

Il a été démontré , en mécanique , que les corps gazeux sont des Jluides\ qu'ils cèdent à la plus légère impression; que leurs parties se meuvent librement et avec la plus grande facilité. Il a été de plus reconnu, qu'indépendamment de ces propriétés , qui leur sont communes avec les liquides , les gaz en ont une qui leur est particulière, X élasticité. C'est en vertu de cette propriété qu'ils peuvent être réduits, par la pression , à un volume plus petit que celui qu'ils avaient ; mais ils reprennent aussitôt leur premier état dès que la force qui les comprimait a cessé d'agir sur eux. Si d'un vais-Gtl éUlli„ seau rempli d'eau on enlève la moitié de ce liquide, la portiou restante n'occupe plus que la moitié de ce vaisseau, mais il n'en est pas ainsi de l'air. Si l'on parvient, par quelque moyen, à retirer la moitié de l'air contenu dans un vaisseau , l'autre moitié prend immédiatement de l'expansion , et elle continue encore de remplir le vaisseau. La même chose a lieu en retirant du vaisseau les 0,75, 0,90, 0,99 , etc. de l'air ; la petite portion qui reste s'étend toujours de manière à occuper toute la capacité du vaisseau. On n'a pas découvert jusqu'à présent de limite à cette faculté d'expansn

jusqu'à présent de hmite à cette faculté d'expansion ou dilatation. Avec une bonne machine pneumatique on peut facilement raréfier l'air jusqu'à 3oo fois son volume primitif ; tandis que, d'un autre côté, on peut aisément, par le moyen d'un condensateur, le réduire aux 0,10 de son volume ordinaire. Ainsi on peut rendre le volume de l'air 3ooo fois plus considérable ou 3ooo fois moindre. On assure même qu'on a poussé l'effet de ce changement dans le volume de l'air

jusqu'à 3,000,000 de fois. Je ne connais jusqu'à présent aucune suite exacte d'essais qui garantissent ce fait , quoiqu'il ne me semble aussi y avoir aucune raison d'en révoquer en doute la possibilité K.

Ce changement illimité de volume que les corps gazeux sont susceptibles d'éprouver, les a fait considérer comme composés de particules ou atômes qui ne se touchent point, qui se repoussent mutuellement, et qui par conséquent s'écarteraient les uns des autres à une distance indéfinie, s'ils n'étaient retenus par la pression des corps environnans. L'^Mt'eïié Boyle s'est assuré, par expérience, que l'effet de la dimiîï u prtïwi! nution dans le volume de l'air est toujours proportionnel à la pression qu'il éprouve , et celui de son augmentation à l'affaiblissement de cette force agissant sur lui; ou, en général, que le volume de l'air est en raison inverse de la force qui le comprime. Ainsi Pair, à la surface de la terre, supporte une pression égale au poids de l'atmosphère supérieure, qui équi* vaut à-peu-près à une colonne de mercure de 76 centimètres de hauteur. Si cette pression est rendue double , le volume de l'air est réduit à la moitié de celui qu'il avait -, ce volume ne sera plus que du tiers si la pression .est triplée, et ainsi de suite. En diminuant de moitié la pression, le volume de l'air devient double , et dix fois plus considérable si on réduit cette pression aux 0,10 de ce qu'elle était*. Mariotte et d'autres physiciens obtinrent les mêmes résultats. fUpihton 1. Il a été démontré, par Isaac Newton , que cette loi étant *cï!wdigâit"cxac^e> 'a f°rce en vertu de laquelle les molécules d'air s'ér orame ~ Carten^ ^es UDes autres, augmente ou diminue dans le mt»me 4 rapport que la distance entre les centres des particules ou atomes dont il est composé décroît ou devient plus considérable ; ou, ce qui est la même chose, que la répulsion entre les molécules des corps gazeux est toujours en raison inverse de la distance entre leurs centres *.

D.if«nr« Or, la distance entre les centres des atômes des fluides .7dru'V»nôV^asl,(!ues var'e toujours comme la racine cube de leur dencubïdeiaden-jiftf, en prenant ce mot dans son acception ordinaire. Ainsi,

' Les physiciens anciens se tromprtvnt dans leur* calculs à ce itijet , en négligeant d'avoir égard à 1 effet de l'humidité.

• Shatv'» Tîoyle. 11,67t.

B Principia. Lib. II, prop ?3.

CONSTITUTION BKS GAZ. *5

la densité de Pair sous la pression moyenne de l'atmosphère étant i , si cet air est réduit au J.« de son volume, sa densité devient 8. Dans ces deux cas la distance entre les atomes de J'air est inversement comme la racine cube de 1 est à la racine cube de 8 , ou * * i l 2. De manière que dans l'air comprimé au |e. de son volume, la distance entre ses molécules est réduite à moitié, et par conséquent la force de répulsion entre elles est doublée. Dans l'air raréfié de 3oo fois son volume , la densité est réduite au 7^.* de celle de l'air ordinaire, et dans ce cas la distance entre les atomes de l'air ordinaire et de l'air raréfié , est comme J/ 1 J/^oo, ou àpeu-près * * 1 * 7, de manière que dans 1 air raréfié 3oo fois, la distance entre les molécules devient presque sept fois plus considérable, et par conséquent la force de répulsion entre elles presque sept fois moindre.

a. Telle est l'opinion actuellement admise relativement à la constitution des corps gazeux. Les expériences sur lesquelles pî!cKn/"di*K cette opinion est fondée, furent presqu'exclusivement faites j,,"*^ sur l'air atmosphérique, et on en a rapporté les résultats, par analogie , à d'autres corps gazeux. Ces résultats se trouvent être en effet, dans la plupart des cas, ainsi que cela a été reconnu par des expériences récentes , exactement les mêmes ; mais dans un petit nombre de gaz-, cette analogie est, jusqu'à un certain point, en défaut.

On s'est assuré qu'aucun degré de compression n'est capable de produire de changement dans la constitution de l'air; dès que la force comprimante cesse, l'air reprend son premier volume, et il n'a rien perdu de son élasticité. Mais à l'égard de quelques gaz, l'effet d'une compression violente peut les réduire à l'état de liquides ou même de solides; et par conséquent, ces gaz peuvent être considérés comme fluides élastiques intermédiaires entre vapeurs et airs strictement ainsi appelés.

La chaleur, ainsi que nous l'avons déjà fait voir, a la propriété d'ajouter à la force d'élasticité des gaz, tandis qu'au contraire le froid la diminue. Aucun degré de froid produit jusqu'à présent sur l'air ne peut opérer de changement dans sa constitution ; mais il est quelques gaz sur lesquels le froid agit avec assez d'énergie pour les convertir en liquides ou même en solides. Ces gaz éprouvent donc ainsi le même effet que s'ils étaient affectés parla compression, et c'est trèsvraisemblablement par h même raison.

a6 gaz.

u«e* des g». 3. Le nombre des gaz est probablement très-grand , mais on n'en a encore examiné jusqu'ici avec précision que 34- Sur cette quantité il y en a 29 qu'on sait être des composés, les 5 autres n'ont pas encore été reconnus comme tels. On a donné, dans la table qui suit, la liste de tous les gaz connus rangés suivant leur composition. J'ai compris parmi eux, la vapeur d'eau, d'alcool et d ether, vapeurs, qui méritent attention comme devant nous aider dans l'examen delà nature des corps divers considérés comme gazeux.